Aanleiding
Dit is een verslag over een onderzoek over hoe je een zonnecel kan maken met een zo hoog mogelijk rendement. De aanleiding van dit onderzoek was omdat wij met het vak “Comenius In Science” onderzoek moesten doen naar zonnecellen. We hebben eerst op internet research naar zonnecellen gedaan. Toen hebben we gezien dat er veel verschillende soorten zonnecellen zijn. Wij hebben een zonnecel hier uit gekozen en dat is de Grätzel zonnecel. Dit omdat we ook zelf een zonnecel moesten maken en voor de Grätzel zonnecel hadden we alles in ons lab op school liggen. De zonnecellen die we dus hebben gemaakt hebben we alle laten beïnvloeden met verschillende kleurstoffen. Zo hebben we bij de ene zonnecel koffie toegevoegd en bij de andere zonnecel thee, enzovoorts.
Om een goed antwoord te krijgen op de hoofdvraag, “Op welke manier kan je een zonnecel maken met een zo hoog mogelijk rendement”, hebben we een aantal deelvragen gemaakt. Zo kunnen we elke deelvraag goed onderzoeken er krijgen we ook veel meer informatie op de hoofdvraag.
Deelvraag 1 : Hoe werkt een Grätzel zonnecel?
Deelvraag 2 : Wat is de functie van de materialen in een Grätzel zonnecel?
Deelvraag 3: Waarom zouden de kleurstoffen, rood, groen en zwart voor een hoog rendement in een Grätzel zonnecel kunnen zorgen?
Hoofdvraag:
Op welke manier kan je een zonnecel maken met een zo hoog mogelijk rendement?
Deelvragen:
Deelvraag 1: Hoe werkt een Grätzel zonnecel?
De organische kleurstofmoleculen nemen fotonen op, dit zijn in het zonlicht. Veder bewegen er elektronen in de organische kleurstofmolecuul.
De elektronen bewegen in paren in een bepaalde baan met een bepaald energie niveau.
Als het donker is dan bevind het organische kleurstofmolecuul zich in rust toestand.
Als er licht op de organische kleurstofmolecuul valt dan, wordt een foton opgenomen in de organische kleurstofmolecuul. De foton raakt hierbij al zijn energie kwijt.
Door deze energie springt wordt één van de twee elektronen een vrije elektron en kan nu vrij door de titaandioxide bewegen.
Lorem Ipsum 2
Cis-verslag 3.
Om die elektron dan te gebruiken en stroom op te weken is er een goede geleiding nodig in de zonnecel. Titaandioxide zorgt voor deze geleiding, want de organische kleurstofmoleculen kleven aan de titaandioxide. De titaandioxide kan dus stroom geleiden als het belicht wordt.
De titaandioxide zit op de kant van het glasplaatje waar een elektrisch geleidende coating (TCO) zit. Dit zorgt voor een goed contact tussen het koperdraad (waar de stroom door heen gaat) en de titaandioxide waar de organische kleurstofmoleculen aan zitten. Deze coating is van tevoren op het glas aangebracht en is essentieel om de door de zonnecel geproduceerde stroom naar een stroomverbruiker.
Om een elektrische stroom te laten lopen moet er altijd een gesloten stroomkring zijn. Dat wil zeggen dat de elektronen, nadat ze in een verbruiker hun energie hebben afgestaan, ook weer terug moeten keren naar de plek waar ze vandaan komen.
Het andere glasplaatje is de positief geleidende kant. Dit is een glasplaatje met een laagje grafiet, dit dient als katalysator waardoor het proces sneller verloopt, en elektrolyt vloeistof, die ionen bevatten. Het positieve glasplaatje neemt elektronen van de verbruiker en geeft deze aan de ionen in de elektrolytvloeistof. De ionen met een elektron zwerven door de elektrolytvloeistof naar de titaandioxide totdat ze een kleurstofmolecuul tegenkomen dat een elektron heeft afgestaan. Het ion met de elektron draagt dan de elektron over aan de kleurstof, waarmee de stroomkring gesloten is en het proces van licht omzetten in elektriciteit opnieuw kan beginnen.